Design multi-dispositivo em contextos de uso alternado e migração de tarefas

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Oliveira, Rodrigo de

OL4d Design multi-dispositivo em contextos de uso alternado e migração de tarefas / Rodrigo de Oliveira-- Campinas, [S.P. :s.n.], 2008.

Orientadora : Heloísa Vieira da Rocha

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação.

1. Interação homem-máquina. 2. Interfaces de usuário (Sistema de computador). 3. Projeto centrado no usuário. 4. Computação móvel. 5. Planejamento experimental. I. Rocha, Heloísa Vieira da. II. Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Computação. III. Título.

Título em inglês: Multi-device design in contexts of interchange and task migration. Palavras-chave em inglês (Keywords): 1. Human-computer interaction. 2. User interfaces (Computer systems). 3. User-centered system design. 4. Mobile computing. 5. Experimental design.

Área de concentração: Interação Humano-Computador Titulação: Doutor em Ciência da Computação

Banca examinadora:

Profa. Dra. Heloísa Vieira da Rocha (IC-UNICAMP) Profa. Dra. Joice Lee Otsuka (UAB-UFSCar) Prof. Dr. André Luiz Zambalde (DCC-UFLA) Profa. Dra. Anamaria Gomide (IC-UNICAMP) Prof. Dr. Rodolfo Jardim de Azevedo (IC-UNICAMP) Data da defesa: 30-05-2008

Programa de Pós-Graduação: Doutorado em Ciência da Computação

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Design Multi-Dispositivo em Contextos de Uso

Alternado e Migra¸

c˜

ao de Tarefas

Rodrigo de Oliveira

1

Maio de 2008

Banca Examinadora:

• Profa. Dra. Helo´ısa Vieira da Rocha (Orientadora) • Profa. Dra. Joice Lee Otsuka

Universidade Federal de S˜_{ao Carlos – ufscar} • Prof. Dr. Andr´e Luiz Zambalde

Universidade Federal de Lavras – ufla • Profa. Dra. Anamaria Gomide

Universidade Estadual de Campinas – unicamp • Prof. Dr. Rodolfo Jardim de Azevedo

Universidade Estadual de Campinas – unicamp • Prof. Dr. Delano Medeiros Beder (Suplente)

Universidade de S˜_{ao Paulo – usp}

• Prof. Dr. Hans Kurt Edmund Liesenberg (Suplente) Universidade Estadual de Campinas – unicamp

1_{Suporte financeiro de Capes (2004–2006), CNPq (2006–2007) e Microsoft Research (2007–2008).}

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Com a miniaturiza¸cão dos componentes digitais e o vasto desenvolvimento tecnológico dos últimos anos, a sociedade tem presenciado a redefini¸cão dos “computadores pessoais” pelo advento dos dispositivos móveis. Além da inova¸cão, eles introduziram o desafio do design multi-dispositivo para as aplica¸cões desktop. Enquanto algumas abordagens criaram interfaces móveis sem aproveitar qualquer modelo, outras buscaram adapta¸cões automáticas visando reduzir a sobrecarga de design. Em ambas, o foco do design deixou de ser o usuário, tornando as interfaces tão diferentes ao ponto de comprometerem a usabilidade na realiza¸cão de uma mesma tarefa em vários dispositivos.

Esta tese afirma que não existe uma abordagem de design multi-dispositivo capaz de garantir boa usabilidade em todos os contextos porque o usuário pode escolher apenas uma forma de acesso à aplica¸cão ou alternar seu uso por meio de vários dispositivos. No primeiro caso, o usuário aprende a usar a interface para realizar suas tarefas, sendo relevante uma abordagem que aproveite os recursos do dispositivo e trate suas limita¸cões. No segundo, o usuário já conhece uma das interfaces, o que gera uma expectativa no uso das demais. Logo, é necessário combinar abordagens com objetivos diferentes para atender ao usuário de acordo com o seu contexto de uso.

Neste sentido, propõe-se o design multi-dispositivo por meio da preserva¸cão de uma hi-erarquia de prioridades de consistência definida em três n´ıveis. Enquanto os dois primeiros dão suporte à expectativa do usuário em contextos de uso alternado (propensos à execu¸cão de tarefas em dispositivos diferentes) e migra¸cão de tarefas (iniciando tarefas com um dis-positivo e concluindo com outro), o terceiro n´ıvel garante a personaliza¸cão das tarefas de maior interesse visando eficiência e satisfa¸cão de uso em um dispositivo espec´ıfico.

A avalia¸cão desta metodologia foi feita por meio de um experimento com três interfaces de pocket PC constru´ıdas a partir de uma aplica¸cão desktop do dom´ınio de Educa¸cão a Distância: a primeira delas era uma réplica da original (Migra¸cão Direta), a segunda não mantinha consistência de layout e era baseada em um processo de design personalizado adequado ao dispositivo (Linear) e a terceira aplicava apenas os dois primeiros n´ıveis da hierarquia de prioridades (Overview ). Os resultados da avalia¸cão subjetiva mostraram que a abordagem Overview foi capaz de manter o modelo mental do usuário com maior

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com essa abordagem. Por outro lado, os usuários revelaram uma preferência pela person-aliza¸cão de tarefas presente na abordagem Linear. Este resultado dá suporte à proposta desta tese, mostrando que a eficácia gerada pelos dois primeiros n´ıveis da hierarquia de prioridades (percep¸cão e execu¸cão das tarefas) deve ser combinada com o terceiro n´ıvel de personaliza¸cão. Para isso, sugere-se a disponibiliza¸cão de padrões de interface criados pelo designer para escolha do usuário durante a intera¸cão. Essa combina¸cão deve garan-tir usabilidade no acesso a uma aplica¸cão feito sempre por um mesmo dispositivo ou em contextos de uso alternado e migra¸cão de tarefas.

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With the miniaturization of digital components and the vast technological development of the past years, society has remarked the redefinition of “personal computers” by the advent of modern mobile devices. Besides the innovation, these handhelds also introduced the challenge to develop multi-device interfaces for today’s desktop applications. While some created mobile interfaces from scratch to get the best from the devices, others looked for automatic adaptations to reduce the load imposed to the designer. In both cases, the user wasn’t the focus anymore, which resulted interfaces so different from each other to the point of compromising usability when performing one task on many devices.

This thesis claims that there is no multi-device approach capable to provide full usability in every context because the user may choose only one interface to access the application or interchange its use via many devices. In the first case, the user learns to perform tasks with the given device, which makes relevant an approach that takes advan-tage of its resources and solves its limitations. In the second, the user already knows one of the available interfaces, which generates an expectation for the others. Therefore, it is necessary to combine approaches with different goals and suit the user according to the appropriate context.

In this sense, we propose multi-device design via maintenance of a consistency pri-orities hierarchy defined in three levels. The first two levels give support to the user’s expectation in contexts of interchange (prone to task execution with different devices) and task migration (starting tasks with one device and finishing with other). On the other side, the third level provides task personalization according to the user’s interest towards higher efficiency and satisfaction of use with a specific device.

The evaluation of this methodology was conducted by an experiment with three pocket PC interfaces designed from an e-learning desktop application: the first interface was an exact replica of the original desktop version (Direct Migration), the second didn’t maintain layout consistency and was based in a personalized design process adequate to the device (Linear) while the third applied only the first two levels of the consistency priorities hierarchy (Overview ). The subjective evaluation results pointed the Overview approach as the best to maintain the user’s mental model by preserving easiness, efficiency and

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present in the Linear approach. This result gives support to our proposal, corroborating that the efficacy generated by the first two levels of the consistency priorities hierarchy (task perception and execution) should be combined with the third level of personalization. This could be done by letting designers create interface patterns and make them available to users during interaction. Such combination should guarantee usability while constantly accessing one application through the same device or in contexts of alternated use and task migration.

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OLIVEIRA, R. de; ROCHA, H. V. da. Towards an approach for multi-device interface design. In: WebMedia’05: Proceedings of the 11th Brazilian Symposium on Multimedia and the web. Po¸cos de Caldas, Brazil: ACM, 2005. p. 1–3.

OLIVEIRA, R. de; ROCHA, H. V. da. Mobile access to web systems using a

multi-device interface design approach. In: PSC’06: Proceeding of the International Conference of Pervasive Systems & Computing. Las Vegas, USA: CSREA, 2006. p. 37–46.

OLIVEIRA, R. de; ROCHA, H. V. da. Conceptual Multi-Device Design: Improving Theoretical Foundations. Technical Report, IC-07-01, Campinas, SP, Brazil: Unicamp. February 2007. 14 p.

OLIVEIRA, R. de; ROCHA, H. V. da. Conceptual multi-device design on the transition between e-learning and m-learning. In: ICALT’07: Proceedings of the 7th IEEE

International Conference on Advanced Learning Technologies. Niigata, Japan: IEEE, 2007. p. 332–334.

OLIVEIRA, R. de; ROCHA, H. V. da. Consistency on multi-device design. In: INTERACT’07: Proceedings of the 11th IFIP TC13 International Conference on Human-Computer Interaction. Rio de Janeiro, Brazil: Springer, 2007. v. 2, p. 617–623. OLIVEIRA, R. de; ROCHA, H. V. da. Consistency priorities for multi-device design. In: INTERACT’07: Proceedings of the 11th IFIP TC13 International Conference on Human-Computer Interaction. Rio de Janeiro, Brazil: Springer, 2007. v. 1, p. 426–429. OLIVEIRA, R. de; ROCHA, H. H. da. Consistency priorities towards a user oriented multi-device design. Technical Report, IC-07-36, Campinas: Unicamp, December 2007, pp. 16-18

OLIVEIRA, R. de; ROCHA, H. V. da. Multi-device design in contexts of interchange and task migration. In: – (Ed.). Advances in Human-Computer Interaction. Vienna, Austria, EU: I-Tech Education and Publishing, 2008. ISBN 978-3-902613-38-7. (to appear).

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A Deus,

a Quem tudo devo e a Quem tudo fa¸co. A Ti,

ofere¸co mais este passo. `

A unicamp,

pela oportunidade de realiza¸c˜ao do curso.

E tamb´em `a Capes, CNPq e Microsoft Research, que nunca me faltaram com o devido recurso.

`

A querida amiga Helo´ısa,

pela orienta¸c˜ao, confian¸ca e carinho marcante. E ao amigo F´abio Dadam,

pelo apoio quando eu me achava um mero coadjuvante. Aos revisores de congressos,

pelo amadurecimento do que era apenas uma id´eia. `

A Joice, Andr´e, Anamaria e Rodolfo, pelo refino no dia da minha grande estr´eia. Aos amigos Tiago, Gustavo e Edgar,

presentes em tantos anos n˜ao importa o lugar. E aos amigos Xaveco, Ygor e Pardal

Diferen¸cas que se cruzam com estima fraternal. Não me esque¸co dos amigos Delano e Emille, aux´ılio e acolhimento às viagens de negócio. Tão menos do Natan e da Myleni,

mais interessados naquelas de ´ocio.

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Acreditem. ´E dif´ıcil lembrar de tudo. De modo especial,

agrade¸co meus pais Antonio Ilson e Terezinha. Raz˜ao e emo¸c˜ao,

pilares do sustento incondicional. Tamb´em n˜ao me esque¸co

do irm˜ao Alessandro, Afeto e preocupa¸c˜ao, por ti grande apre¸co.

Suzana ´e meu grande amor, expresso em cada segundo. Alegria e espontaneidade, em tua essˆencia, precioso valor. E ao leitor me perdoe a ousadia

de agradecer como quem escreve poesia. Da pretensão erudita à forma almejada, a todos agrade¸co a aten¸cão dispensada.

(12)

Resumo vii

Abstract ix

Publica¸c˜oes xi

Agradecimentos xiii

1 Introdu¸c˜ao 1

1.1 Cen´ario do Problema . . . 2

1.2 Justificativas . . . 3

1.3 Hip´oteses e Proposta . . . 5

1.4 Contribui¸c˜oes . . . 6

1.5 Vis˜ao Geral da Tese . . . 7

2 Design Centrado no Usuário 9 2.1 Importância do Usuário no Design de Intera¸cão . . . 10

2.2 Conhecendo o Usu´ario: Processos Cognitivos . . . 12

2.2.1 Aten¸c˜ao . . . 14

2.2.2 Percep¸c˜ao . . . 16

2.2.3 Mem´oria . . . 19

2.2.4 Aprendizado . . . 22

2.3 Modelando o Usu´ario: Modelos Mentais . . . 26

2.3.1 Conceito e Natureza Dinˆamica . . . 27

2.3.2 Principais Abordagens . . . 29

2.3.3 Comparativo das Abordagens . . . 41

2.3.4 Cr´ıticas e Proje¸c˜oes para o Futuro . . . 42

3 Design Multi-Dispositivo 47 3.1 Principais Propostas da Atualidade . . . 49

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3.1.3 Power Browser (Estrutura de Link) . . . 52

3.1.4 T´ecnicas de Eisenstein (Interface Adapt´avel) . . . 53

3.1.5 ICrafter (Controlador Universal) . . . 55

3.1.6 Smartview (Consistˆencia de Layout) . . . 57

3.1.7 PIMA/MORE (Interface Adapt´avel) . . . 58

3.1.8 Damask (Interface Adapt´avel) . . . 61

3.1.9 PUC/Uniform (Controlador Universal) . . . 63

3.1.10 TERESA (Interface Adapt´avel) . . . 66

3.1.11 Gateway (Consistˆencia de Layout) . . . 67

3.1.12 Proposta de Banerjee (Estrutura de Links) . . . 69

3.1.13 MADE (Interface Adapt´avel) . . . 70

3.1.14 Dygimes/DynaMo-Aid (Interface Adapt´avel) . . . 70

3.1.15 SUPPLE (Interface Adapt´avel) . . . 72

3.1.16 Interface Adapt´avel baseada em Personaliza¸c˜ao . . . 74

3.1.17 Thumbnail Resumido (Consistˆencia de Layout) . . . 75

3.1.18 Minimap (Consistˆencia de Layout) . . . 77

3.1.19 AWT2XIML (Interface Adapt´avel) . . . 79

3.2 Comparativo das Propostas . . . 80

3.3 Consistˆencia no Design Multi-Dispositivo . . . 84

3.3.1 Hist´orico do Conceito . . . 84

3.3.2 Dimens˜oes de Abrangˆencia . . . 86

3.3.3 Foco no Usu´ario ou na Consistˆencia de Interfaces? . . . 87

4 Prioridades de Consistˆencia no Design Multi-Dispositivo 89 4.1 Constru¸c˜ao da Proposta . . . 89

4.1.1 Ciclo de Atualiza¸c˜ao do Modelo Mental do Usu´ario . . . 90

4.1.2 Prioridades de Consistˆencia . . . 91

4.1.3 Teoria refor¸cando Teoria . . . 93

4.2 Aplica¸c˜ao da Proposta . . . 96

4.2.1 Dom´ınio da Aplica¸c˜ao . . . 97

4.2.2 Modelo de Tarefas . . . 99

4.2.3 Fluxo de A¸c˜oes das Tarefas de Usu´ario . . . 106

4.2.4 An´alise de Restri¸c˜oes do Dispositivo . . . 109

4.2.5 Implementa¸c˜ao das Prioridades de Consistˆencia . . . 110 xvi

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5.3 Material . . . 129

5.4 Tratamentos e Procedimentos . . . 129

5.4.1 Distribui¸c˜ao da Amostra . . . 131

5.4.2 Vari´aveis Estudadas . . . 131

5.4.3 Escolha das Tarefas . . . 132

5.4.4 Precau¸c˜oes para Constru¸c˜ao do Estado Inicial das Tarefas . . . 135

5.5 M´etodo de An´alise . . . 136

5.6 Resultados Esperados . . . 137

5.7 Resultados Obtidos . . . 138

5.7.1 Tarefa 1: Principal Interesse do Usu´ario . . . 138

5.7.2 Tarefa 2: Varia¸c˜ao da Tarefa 1 . . . 141

5.7.3 Tarefa 3: Interesse Secund´ario do Usu´ario . . . 143

5.7.4 Satisfa¸c˜ao Subjetiva . . . 145

5.8 Resultados Esperados versus Resultados Obtidos . . . 147

6 Conclus˜ao 149

Bibliografia 153

A Experimento: Questionários de Avalia¸cão das Interfaces 171 B Experimento: Interfaces Constru´ıdas para a Transforma¸cão Linear 179

C Experimento: Coleta de Dados 181

D Experimento: Teste Complementar 189

E Experimento: An´alise de Dados 193

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2.1 Caracter´ısticas importantes da aten¸cão no design. . . 16 2.2 Caracter´ısticas importantes da percep¸cão no design. . . 19 2.3 Caracter´ısticas importantes da memória no design. . . 22 2.4 Compara¸cão entre os principais aspectos das Teorias Comportamentalista

e Cognitivista (MERRIAM; CAFFARELLA, 1991) . . . 26 2.5 Design Conceitual: dimens˜oes e nota¸c˜oes dos principais componentes do

modelo (adaptado de Sasse, 1997). . . 31 2.6 Compara¸cão das principais abordagens de modelos mentais. . . 43 3.1 Compara¸cão das principais propostas de design multi-dispositivo. . . 81 4.1 Exemplos de tarefas de usuário e seus fluxos de a¸cões para a ferramenta

Avalia¸c˜ao do TelEduc. . . 108 4.2 Compara¸c˜ao das caracter´ısticas perceptivas dos dispositivos de entrada e

sa´ıda de um computador desktop, pocket PC e smartphone padrões. . . 109 5.1 Pontua¸cão das ferramentas do TelEduc quanto ao total de acessos. . . 126 5.2 Pontua¸cão das ferramentas do TelEduc quanto ao total de desafios de

visu-aliza¸cão de informa¸cão para adapta¸cão da interface desktop na de pocket PC.127 5.3 Média da pontua¸cão das ferramentas do TelEduc quanto ao total de acessos

e desafios de visualiza¸cão de informa¸cão. . . 128 5.4 Distribui¸cão dos indiv´ıduos da amostra em grupos com diferentes ordens

de aplica¸cão dos tratamentos . . . 131 C.1 Frequência de acesso às ferramentas do TelEduc por parte dos

participan-tes da disciplina “Constru¸cão de Interfaces de Usuários” ministrada no se-gundo semestre de 2007 na unicamp. O per´ıodo corresponde a 83 dias de disponibiliza¸cão do ambiente de ensino para uso até a véspera da realiza¸cão do experimento. . . 182 C.2 Resultado do questionário demográfico do experimento. . . 183

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forma¸cão Linear (L) e Transforma¸cão Overview (O). . . 184 C.4 Resultado da avalia¸cão de usabilidade do experimento - Tarefa 2: checar

quantos participantes do TelEduc tiraram nota maior que a do aluno. As três interfaces móveis avaliadas foram constru´ıdas usando as seguintes abor-dagens: Migra¸cão Direta (M), Transforma¸cão Linear (L) e Transforma¸cão Overview (O). . . 185 C.5 Resultado da avalia¸cão de usabilidade do experimento - Tarefa 3: checar as

avalia¸cões atuais dispon´ıveis no TelEduc. As três interfaces móveis avali-adas foram constru´ıdas usando as seguintes abordagens: Migra¸cão Direta (M), Transforma¸cão Linear (L) e Transforma¸cão Overview (O). . . 186 C.6 Resultado da avalia¸cão de satisfa¸cão do experimento. . . 187 D.1 Tempo de dura¸cão (segundos) para execu¸cão das sub-tarefas restantes à

conclusão da Tarefa 2 usando a abordagem Linear. . . 191 E.1 Análise de variância da dura¸cão de cada tarefa do experimento com as

três abordagens (Migra¸cão Direta, Linear e Overview por prioridades de consistência). . . 193 E.2 Tempo de dura¸cão médio ajustado (segundos) para cada tarefa do

experi-mento usando os trˆes tratamentos. . . 193

(17)

1.1 Componentes interativos do design (NORMAN, 1986, p.46). Em uma situ-a¸cão ideal, ambos usuário e a equipe de designers possuem a mesma com-preensão do comportamento esperado da aplica¸cão. Como resultado, a imagem do sistema reflete a harmonia de ambas as partes e o usuário in-terage com a interface do sistema sem ambiguidades para a tomada de decisão. . . 3 1.2 Componentes interativos do design multi-dispositivo (adaptado de Norman,

1986, p.46). Por não conseguir tomar decisões baseadas em sua experiência com a interface original, o usuário desenvolve um novo modelo amb´ıguo ao primeiro, o que dificulta uma intera¸cão eficiente, segura e prazerosa. . . 4 2.1 Exemplo de imagens mutáveis com diferentes interpreta¸cões perceptivas

para um mesmo est´ımulo visual: em (a), o famoso desenho do cartunista W.E. Hill que consegue unir, em uma só imagem, as faces de três pessoas: uma garota jovem olhando ao longe à esquerda, uma senhora olhando para o chão e um senhor de bigode à direita (FISHER, 1968); em (b), a imagem amb´ıgua de um pato e um coelho (JASTROW, 1899). . . 17 2.2 Exemplos de imagens que ilustram os princ´ıpios de fechamento e segrega¸cão

figura-fundo. Em (a), o triângulo de Kaniza revela um segundo triângulo branco, composto do fechamento das falhas nas demais formas que com-põem a figura. Em (b), a dificuldade em identificar qual é o fundo da imagem: o vaso branco ou as duas faces se entreolhando. . . 18 2.3 Modelos de Memória: Em (a), o modelo Multi-Store (ATKINSON; SHIFFRIN,

1968) e em (b) o modelo atualizado da Memória de Trabalho (BADDELEY, 2000) que substitui a Memória de Curta Dura¸cão do modelo Multi-Store. . 21 2.4 Exemplos de representa¸cão de modelos mentais segundo a teoria de

Johnson-Laird (1983). Em (a), uma poss´ıvel representa¸cão para a asser¸cão “Nenhum dos atletas é um atendente” e em (b) a altera¸cão do modelo de (a) pela in-clusão da asser¸cão “Todos os vendedores são atletas”. . . 38

(18)

com tela pequena. Mesmo que fossem apresentados controles de um único servi¸co por tela, a implementa¸cão das interfaces no servidor e sua render-iza¸cão no cliente parece ser um processo prop´ıcio para a adi¸cão de incon-sistências (ex.: botões de ligar/desligar a luz estão invertidos em rela¸cão aos dos demais controladores e o botão do toca-fita não se encontra no grupo de sele¸cão adequado). . . 50

3.2 Exemplo de telas geradas pelo Power Browser para uma página web de uni-versidade (BUYUKKOKTEN et al., 2000, p.432-433). Em (a), a tela obtida após a navega¸cão por sete links até encontrar o pesquisador de nome “Ar-turo” do grupo de Bancos de Dados (“Database Group”). Em (b), as infor-ma¸cões de contato desse pesquisador obtidas através de um clique com a caneta sobre o link “Contact Information” na interface (a). . . 53

3.3 Exemplo de aplica¸cão do ICrafter (PONNEKANTI et al., 2001, p.64). Em (a), o Gerenciador de Interfaces que permite a escolha dos servi¸cos disponi-bilizados em uma sala ub´ıqua; em (b), a interface gerada com a agrega¸cão dos servi¸cos escolhidos. Arrastar o retângulo correspondente ao laptop em (b) para o mural (canto esquerdo) ou para um dos três quadros eletrônicos (topo) faz com que o site web mostrado no laptop seja apresentado também nesses dispositivos. . . 56

3.4 Exemplo de transforma¸cão do Smartview para um site de not´ıcias ( MILIC-FRAYLING; SOMMERER, 2002a, p.4). Em (a), tem-se o thumbnail da página original particionado em se¸cões visuais e, em (b), a visão expandida de uma delas (conteúdo central). . . 58

3.5 _{Exemplo de telas geradas pelo pima para uma aplica¸cão de comércio eletrônico} acessada em (a) um navegador web, (b) uma aplica¸cão desktop ou (c,d,e) num celular (BANAVAR et al., 2004, p.233). Por serem destinadas ao mesmo dispositivo, as interfaces de (a) e (b) são muito parecidas, não revelando a necessidade de qualquer tipo de adapta¸cão em alto n´ıvel. Por outro lado, as telas de (c), (d) e (e) mostram que a adequa¸cão às telas pequenas de celulares exige uma reestrutura¸cão da interface original. . . 60

(19)

web à outra (note que a aba de sele¸cão de painel mostra o design relativo ao Desktop, mas poderia mostrar também o do Smartphone ou de voz -Voice). Na janela sobreposta, tem-se um thumbnail com todos os diagramas miniaturizados e a região de foco apresentada na área principal do Damask. 62 3.7 _{Exemplo de telas geradas pelo puc para controlar duas impressoras}

multi-funcionais da marca HP e Canon usando um pocket PC (NICHOLS et al., 2007, p.1284). O puc obteve duas vezes mais eficiência e quatro vezes mais sucesso na realiza¸cão de tarefas comuns do que as interfaces dos próprios fabricantes. Essa eficiência foi duas vezes maior com as interfaces (c) e (d) do que com as interfaces (a) e (b), comprovando que a consistência é um fator de grande importância para o design multi-dispositivo. . . 65 3.8 Exemplo de telas geradas pelo Gateway para um site de not´ıcias (MACKAY

et al., 2004, p.232). Em (a), tem-se o thumbnail da página original e, em (b), a visão expandida da região marcada com um c´ırculo em (a). . . 67 3.9 Exemplo de interfaces geradas com a proposta de Banerjee para sites de

not´ıcias (BANERJEE et al., 2003, p.284-285). Em (a), tem-se a página princi-pal dividida em categorias. Após expandir o link das manchetes (Headlines) arrastando a caneta da esquerda para a direita sobre o link, (b) mostra a tela seguinte contendo três t´ıtulos de not´ıcias organizados como uma sub-categoria das manchetes. Com a expansão do t´ıtulo sobre o interrogatório da pol´ıcia (“Police question seven...”), o usuário visualiza a tela (c) com um resumo dessa not´ıcia (“Seven people were been questioned...”). Por fim, a interface em (d) oculta a estrutura hierárquica de links para apresentar a matéria completa sobre o interrogatório da pol´ıcia, resultado de um clique sobre o t´ıtulo dessa not´ıcia. . . 70 3.10 Exemplo de m´_{ultiplas interfaces geradas pelo supple para uma aplica¸cão}

de controle dos aparelhos de uma sala de aula: luz, projetor, computador, tela e ventilador (GAJOS; WELD, 2004, p.98). Em (a), tem-se a interface gerada para um dispositivo baseado em apontador e, em (b), a interface equivalente para uma tela sens´ıvel ao toque. Note como o gerador au-tom´_{atico do supple faz o mapeamento espacial dos controles de luz em (a)} de maneira intuitiva, o que n˜ao ocorre em (b). . . 73

(20)

de acesso `as vis˜oes detalhadas. . . 76 3.12 Exemplo de telas geradas pelo Minimap para um site web acessado por

um navegador de smartphone (ROTO et al., 2006, p.38-39). Em (a), a tela correspondente à uma região da página original; em (b), a implementa¸cão do Minimap aplicada à mesma página mostrada em (a), permitindo leitura e visualiza¸cão adequada dessa região; e em (c), o thumbnail sobreposto à tela de (b) quando o usuário utiliza a barra de rolagem. Note que a região visualizada no smartphone está marcada por um retângulo no Minimap. . . 78 4.1 Ciclo de atualiza¸cão do modelo mental do usuário ao executar tarefas em

interfaces computacionais. . . 91 4.2 Modelo do ciclo de vida de uma aplica¸c˜ao com foco nos passos da

metodolo-gia de design multi-dispositivo por prioridades de consistˆencia. . . 97 4.3 Exemplo de tela do ambiente de EaD TelEduc. . . 98 4.4 Exemplo de tela com as avalia¸c˜oes atuais dispon´ıveis no TelEduc. Ao clicar

sobre qualquer avalia¸cão, uma janela popup é aberta com op¸cões para vi-sualiza¸cão de seus detalhes ou do histórico de desempenho dos participantes.100 4.5 Modelo de tarefas obtido com a tela de avalia¸cões atuais do TelEduc (ver

Figura 4.4). . . 101 4.6 Exemplo de tela com a visualiza¸cão dos detalhes de uma avalia¸cão no TelEduc.102 4.7 Modelo de tarefas estendido com a tela de visualiza¸cão dos detalhes de uma

avalia¸cão atual dispon´ıvel no TelEduc (ver Figura 4.6). . . 103 4.8 Exemplo de tela com o histórico de desempenho dos participantes do TelEduc.104 4.9 Modelo de tarefas estendido com a tela de histórico de desempenho dos

participantes do TelEduc (ver Figura 4.8). . . 104 4.10 Modelo de tarefas para avalia¸cões atuais, passadas e futuras do TelEduc. . 105 4.11 Exemplo de tela com as notas dos participantes do TelEduc. . . 106 4.12 Modelo de tarefas da ferramenta Avalia¸cões do TelEduc. . . 107 4.13 Exemplo da abordagem de Migra¸cão Direta na visualiza¸cão da tela de

no-tas dos participantes do TelEduc (Figura 4.11). Em (a), a aplica¸cão da abordagem em uma página simples e, em (b), em uma página com frames. 110

(21)

alunos localizada abaixo dele. A duplica¸cão dos itens do menu em (a) não faz parte dessa abordagem, mas resulta de uma falha do recurso Fit To Screen do Opera na interpreta¸cão da página original. . . 112 4.15 Exemplo da proposta Gateway na visualiza¸cão da tela de notas dos

parti-cipantes do TelEduc (Figura 4.11). Em (a), uma réplica reduzida e n˜ ao-funcional da página para desktop e, em (b), a sobreposi¸cão do menu de ferramentas com funcionalidade completa após um toque sobre sua região no thumbnail de (a). . . 113 4.16 Exemplo da proposta de Thumbnail Resumido na visualiza¸cão da tela de

notas dos participantes do TelEduc (Figura 4.11). Em (a), uma réplica reduzida funcional da página para desktop com textos leg´ıveis e resumidos e, em (b), a visão em detalhes da região tocada pelo usuário. . . 114 4.17 Exemplo de implementa¸cão da abordagem desta tese na visualiza¸cão de

algumas telas do TelEduc. Em (a), a tela de notas dos participantes (Figura 4.11) similar à proposta do Thumbnail Resumido mas com preser-va¸cão do princ´ıpio de mapeamento; em (b), a visão em detalhes sobreposta a este thumbnail para evitar a perda de contexto na troca de visões; e em (c), a tela com as avalia¸cões atuais (Figura 4.4), exemplificando a ativa¸cão do link na janela da visão detalhada. Como este procedimento de naveg-a¸cão é mantido por toda a interface, a consistência na execu¸cão das tarefas ´

e mantida. . . 116 4.18 Primeira personaliza¸c˜ao no modelo de tarefas da ferramenta Avalia¸c˜oes do

TelEduc para aumentar a eficiência na checagem da nota do aluno em uma dada avalia¸cão. . . 119 4.19 Primeira personaliza¸cão da interface do TelEduc visando eficiência na checagem

da nota do aluno em uma dada avalia¸cão. . . 120 4.20 Segunda personaliza¸cão no modelo de tarefas da ferramenta Avalia¸cões do

TelEduc resultando na jun¸cão de sub-árvores diferentes para ganho de efi-ciência. . . 121 4.21 Segunda personaliza¸cão da interface do TelEduc que elimina o menu no

topo da tela e combina os seus conteúdos em busca de eficiência para checagem de notas. . . 121 4.22 Terceira personaliza¸cão no modelo de tarefas da ferramenta Avalia¸cões do

TelEduc para equilibrar a continuidade de intera¸c˜ao e o ganho em eficiˆencia.122 xxv

(22)

5.1 Telas utilizadas no experimento para visualiza¸cão das notas dos partici-pantes do TelEduc usando cada um dos três tratamentos aplicados: (a) Migra¸cão Direta, (b) transforma¸cão Linear e (c) transforma¸cão Overview por prioridades de consistência. . . 130 A.1 Introdu¸cão aos questionários. . . 172 A.2 Questionário demográfico. . . 173 A.3 Questionário de avalia¸cão da primeira interface na execu¸cão da primeira

tarefa. O mesmo questionário foi utilizado para as demais interfaces, al-terando apenas o seu t´ıtulo. . . 174 A.4 Questionário de avalia¸cão da primeira interface na execu¸cão da segunda

tarefa. O mesmo questionário foi utilizado para as demais interfaces, al-terando apenas o seu t´ıtulo. . . 175 A.5 Questionário de avalia¸cão da primeira interface na execu¸cão da terceira

tarefa. O mesmo questionário foi utilizado para as demais interfaces, al-terando apenas o seu t´ıtulo. . . 176 A.6 Questionário de avalia¸cão das três interfaces na execu¸cão de uma dada

tarefa. Este questionário foi aplicado após a execu¸cão de cada uma das três tarefas. . . 177 A.7 Questionário de avalia¸cão da satisfa¸cão do usuário com as interfaces

uti-lizadas, independente das tarefas executadas. . . 178 B.1 Exemplo de telas do TelEduc para pocket PC constru´ıdas manualmente

usando a abordagem de transforma¸cão Linear. Em (a), a tela de acesso às ferramentas do TelEduc permite a ativa¸cão do link “Avalia¸cões”, cuja tela em (b) garante o acesso a um dos itens de seu menu interno. Em (c), tem-se a tela com as avalia¸cões passadas, a partir da qual pode-se acessar os submenus de visualiza¸cão dos detalhes de uma delas em (d) ou o histórico de desempenho dos participantes em (e). Por último, a tela referente ao item de menu “Notas dos Participantes” é apresentada em (f). . . 180 D.1 Pocket PC utilizado no teste (modelo HP iPAQ h5500). . . 190

(23)

Introdu¸

c˜

ao

Durante muito tempo, os principais objetivos da constru¸cão de aplica¸cões computacionais eram a confiabilidade e eficiência dos sistemas sob a perspectiva do dispositivo para o qual eles eram constru´ıdos. Na década de 1940, por exemplo, os primeiros computadores digitais capazes de armazenar e executar listas de instru¸cões tinham seus programas es-critos tendo o hardware como o principal cliente a ser satisfeito. Eram máquinas de até 70 m2 _{que chegavam a pesar 80 toneladas, um aparato maci¸co t˜}_{ao complexo ao ponto}

de provocar o desinteresse de grande parte das pessoas, exceto das grandes empresas, bancos e institui¸cões militares. Após mais de 20 anos, em uma conferência da OTAN1 realizada em 1968, o termo Engenharia de Software surgiu de maneira mais incisiva, sendo de sua responsabilidade “a cria¸cão e utiliza¸cão de sólidos princ´ıpios de engenharia a fim de obter software de maneira econômica, confiável e de uso eficiente em máquinas reais” (SCIENTIFIC AFFAIRS DIVISION, 1968).

A década de 1980 trouxe os primeiros computadores pessoais (PC) além do Design de Intera¸cão como área de pesquisa, trazendo o usuário para o foco do processo de design de aplica¸cões computacionais. Pouco tempo depois, as interfaces gráficas proviam um meio de comunica¸cão humano-computador mais simples, sem grandes exigências de treinamento para o seu uso. Ainda assim, este uso restringia-se ao de um único computador com acesso a diferentes aplica¸cões, fossem elas editores de textos, planilhas eletrônicas ou tantas outras mais. Embora tais programas pudessem ser executados em vários computadores, todos eles eram, sob o ponto de vista de intera¸cão, fundamentalmente iguais. Teclado e mouse constitu´ıam os dispositivos de entrada padrão, juntamente com a impressora e o monitor de propor¸cão 4:3 informando a sa´ıda do processamento realizado.

Esse cenário t´ıpico de um escritório eletrônico limitado por barreiras f´ısicas e con-textuais atinge hoje um patamar totalmente diferente. O uso de uma aplica¸cão não se restringe mais a um dispositivo fixo, r´ıgido e similar aos demais dispon´ıveis sobre

1_Organiza¸_c˜_{ao do Tratado do Atlˆ}_{antico Norte estabelecida em 1949 para colabora¸}_c˜_{ao militar.}

(24)

uma mesa de trabalho. Com a miniaturiza¸cão dos componentes digitais e o vasto desen-volvimento tecnológico/comercial, dispositivos como laptops, PDAs (Assistentes Digitais Pessoais), celulares, smartphones, pagers, dentre outros, surgiram como novas fontes de processamento de dados que rapidamente se tornaram indispensáveis para grande parte da popula¸cão. Frequentemente deseja-se realizar uma mesma tarefa em situa¸cões e condi¸cões especiais, seja esta verificar o saldo bancário através de um terminal eletrônico dispon´ıvel em uma esquina, por um PDA no meio de um engarrafamento de trânsito ou no conforto de casa através de uma liga¸cão telefônica. Ambos contextos de uso e tipos de intera¸cão são totalmente diferentes do que se tinha há décadas atrás. Embora essa grande abrangência de solu¸cões aponte para um enriquecimento nas possibilidades de intera¸cão, é necessário repensar as metodologias de design sendo empregadas até então, visto que o foco inicial no dispositivo tem sido predominante nas interfaces multi-dispositivos. Na tentativa de tirar o maior proveito poss´ıvel dos diversos produtos interativos dispon´ıveis no mercado, uma série de inconsistências vêm sendo introduzidas no processo de design, fazendo com que o usuário enxergue as várias interfaces de acesso a uma mesma aplica¸cão como apli-ca¸cões diferentes. Logo, sentimentos de frustra¸cão, insatisfa¸cão e inseguran¸ca fazem com que o usuário não desfrute das vantagens de eficiência conferidas a essas novas interfaces orientadas ao dispositivo. A se¸cão a seguir caracteriza melhor este problema.

1.1 Cen´

ario do Problema

Seja um sistema desenvolvido há alguns anos atrás com o objetivo de auxiliar o usuário na execu¸cão de um conjunto de tarefas através de um computador pessoal. Considere que este computador possui a configura¸cão de um desktop padrão, sendo teclado e mouse seus dispositivos de entrada e um monitor para sa´ıda de dados. Agora assuma que tal sistema tenha sido constru´ıdo de maneira tão adequada ao ponto de ambos os modelos de design e do usuário se tornarem iguais (NORMAN, 1986). A Figura 1.1 ilustra esse cenário.

A partir desse cenário ideal, suponha que a evolu¸cão tecnológica dos últimos anos tenha despertado no usuário o desejo de acessar esse sistema em contextos e condi¸cões di-ferentes, variando desde a localidade até as formas de acesso. Esta influência de mercado, responsável pela gera¸cão de novas necessidades de consumo, faz com que os desenvolve-dores do sistema se preocupem em garantir o fator de mobilidade para seus usuários. Em outras palavras, o velho sistema deve prover novas formas de intera¸cão, as quais podem ser implementadas num simples celular ou num pocket PC mais robusto.

O problema surge quando a equipe de design se depara com essa situa¸cão não prevista anos atrás. As novas necessidades implicam em altera¸cões significativas no software, podendo perturbar sua curva de maturidade e levar à perda de confiabilidade no uso da aplica¸cão. Como resultado, um novo sistema é constru´ıdo a partir deste. O modelo de

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Figura 1.1: Componentes interativos do design (NORMAN, 1986, p.46). Em uma situa¸cão ideal, ambos usuário e a equipe de designers possuem a mesma compreensão do compor-tamento esperado da aplica¸cão. Como resultado, a imagem do sistema reflete a harmonia de ambas as partes e o usuário interage com a interface do sistema sem ambiguidades para a tomada de decisão.

ciclo de vida encerra para uma interface e inicia para a outra, devolvendo o foco do design para o dispositivo como um regresso às abordagens da metade do século. A principal falha vem da necessidade de adequar as tarefas às caracter´ısticas dos novos dispositivos, fazendo com que duas interfaces de uma aplica¸cão se tornem, aos olhos do usuário, duas aplica¸cões diferentes. Isso ocorre porque o usuário tenta aplicar as mesmas regras aprendidas com o sistema original na nova interface, mas esta se difere muito nos n´ıveis de percep¸cão e execu¸cão das tarefas. Na maioria das vezes, tais diferen¸cas geram ambiguidades que impedem uma boa produtividade quando o usuário precisa alternar o uso de ambas as interfaces durante um dia de trabalho. O problema pode se intensificar ainda mais em contextos de migra¸cão de tarefas, nos quais o usuário inicia uma tarefa em um dispositivo mas precisa conclu´ı-la em outro. A Figura 1.2 altera o modelo da Figura 1.1 para caracterizar a desconsidera¸cão quanto à expectativa do usuário, resultando em modelos amb´ıguos que comprometem a usabilidade da aplica¸cão.

1.2 Justificativas

Algumas das principais justificativas para o estudo do problema de design de interfaces multi-dispositivos s˜ao:

• Diminui¸cão da carga cognitiva do usuário: Se as interfaces multi-dispositivos forem compreendidas pelos usuários como extensões da interface da aplica¸cão original de tal forma que eles possam reutilizar conhecimentos e habilidades desenvolvidas

(26)

pre-Figura 1.2: Componentes interativos do design multi-dispositivo (adaptado de Norman, 1986, p.46). Por não conseguir tomar decisões baseadas em sua experiência com a interface original, o usuário desenvolve um novo modelo amb´ıguo ao primeiro, o que dificulta uma intera¸cão eficiente, segura e prazerosa.

viamente, então o processo de adapta¸cão às novas formas de intera¸cão ocorrerá naturalmente, sem a carga cognitiva extra para o reconhecimento e aprendizado de procedimentos diferentes em situa¸cões semelhantes;

• Redu¸cão nos esfor¸cos de manuten¸cão do software: Várias técnicas de transforma¸cão automática têm oferecido solu¸cões para o problema além de poupar esfor¸cos na manuten¸cão das interfaces multi-dispositivos (PONNEKANTI et al., 2001; BERGMAN et al., 2002; NICHOLS et al., 2002; BANERJEE et al., 2003; CONINX et al., 2003; BAN-DELLONI et al., 2004; MACKAY et al., 2004; LAM; BAUDISCH, 2005);

• Apoio a outras áreas de estudo: A área de Computa¸cão Ub´ıqua tem interesse direto neste assunto para contribuir na integra¸cão do processamento de informa¸cão com os objetos e atividades do dia-a-dia (ex.: a área de Gerenciamento de Informa¸cão Pessoal pode se beneficiar de solu¸cões para o design multi-dispositivo fornecendo maior facilidade de busca pela informa¸cão correta no local e hora certa);

• Incentivo à pesquisa de novas técnicas de visualiza¸cão de informa¸cão: Abordagens orientadas ao usuário, como a apresentada nesta tese, provavelmente irão incentivar novas técnicas de visualiza¸cão de informa¸cão na tentativa de evitar ambiguidades no processo de tomada de decisão do usuário. Alguns trabalhos já demonstram esse incentivo (FURNAS, 1986;DIEBERGER; RUSSELL, 2002;BAUDISCH et al., 2004a, 2004b;LAM; BAUDISCH, 2005; ROTO et al., 2006);

• Est´ımulo comercial de novos produtos interativos: O interesse pelos dispositivos emer-gentes ser´a ainda maior quando eles representarem apenas uma forma alternativa

(27)

de intera¸cão com os velhos aplicativos, sem a cria¸cão de universos tecnológicos di-ferentes, incompat´ıveis e incomunicáveis, tanto com o usuário quanto entre si. A fra¸cão de usuários que não se empolga com o lan¸camento de um novo produto ou ainda aqueles que evitam ou têm fobia às tecnologias modernas também podem vir a se tornarem consumidores em potencial.

Tendo tais justificativas como incentivo ao estudo do problema de design de interfaces multi-dispositivos, apresenta-se a seguir as principais hip´oteses dessa tese juntamente com a proposta que aponta para uma poss´ıvel solu¸c˜ao dos problemas identificados.

1.3 Hip´

oteses e Proposta

A hip´otese inicial assumida por esta tese ´e a de que:

Não existe uma abordagem de design multi-dispositivo capaz de garantir boa usabilidade em todos os contextos porque o usuário pode escolher apenas uma forma de acesso à aplica¸cão ou alternar seu uso por meio de vários dispositivos. No primeiro caso, o usuário aprende a usar a interface para realizar suas tarefas, sendo relevante uma abordagem que aproveita os recursos do disposi-tivo e trata suas limita¸cões. No segundo caso, o usuário já conhece uma das interfaces, o que gera uma expectativa no uso das demais. Se essas interfaces estiverem adaptadas à realidade dos dispositi-vos e não à do usuário, pode-se ter uma perda na usabilidade da aplica¸cão. Logo, é necessário combinar abordagens com objetivos diferentes para atender ao usuário de acordo com o seu contexto de uso.

A partir dessa hipótese, realizou-se um estudo teórico dos vários processos cognitivos do usuário, suas representa¸cões em modelos mentais e modelos de tarefas, impactos das várias dimensões de consistência em design e metodologias atuais para constru¸cão de interfaces multi-dispositivos. Deste estudo, formalizou-se uma nova hipótese de apoio à primeira:

A falta de consistência na percep¸cão e execu¸cão das tarefas em interfaces multi-dispositivos tem gerado modelos mentais amb´ıguos sobre os quais torna-se dif´ıcil fazer predi¸cões quanto aos efeitos da ativa¸cão de um mecanismo de controle ou à compreensão correta das unidades de informa¸cão de uma interface.

(28)

A partir desta última suposi¸cão, acredita-se na existência de dimensões de consistência que, quando aplicadas às interfaces multi-dispositivos, irão facilitar a migra¸cão de tarefas de um dispositivo para outro por evitarem ambiguidades nas expectativas do usuário. Sendo assim, a proposta desta tese para colaborar na solu¸cão do problema de design de interfaces multi-dispositivos pode ser formalizada como a seguir:

Esta tese propõe o design multi-dispositivo orientado a uma hie-rarquia de prioridades de consistência. Enquanto os dois primeiros n´ıveis desta hierarquia dão suporte à expectativa do usuário para garantia da facilidade de aprendizado/lembran¸ca e seguran¸ca em contextos de uso alternado e migra¸cão de tarefas, o terceiro n´ıvel garante a personaliza¸cão para um dispositivo espec´ıfico por meio de customiza¸cão e/ou escolha de padrões criados pelo designer. A combina¸cão destes n´ıveis de consistência deve atender tanto os usuários de um único dispositivo, conferindo maior eficiência e sa-tisfa¸cão de uso na execu¸cão das tarefas de maior interesse, quanto os de vários, preservando os seus modelos mentais desenvolvidos previamente com uma das interfaces.

1.4 Contribui¸

c˜

oes

As principais contribui¸c˜oes dessa tese s˜ao:

• Revisão das abordagens de design: embora não seja uma contribui¸cão original, o refer-encial teórico apresenta uma revisão detalhada tanto das abordagens mais famosas de design baseado em modelos mentais quanto das de design multi-dispositivo mais relevantes nos últimos dez anos. Em ambos os casos, faz-se um resumo comparativo das mesmas, identificando suas principais diferen¸cas. Em particular, também foi re-alizada uma classifica¸cão de todos os métodos de design multi-dispositivo estudados, visando uma melhor identifica¸cão das linhas de pesquisa da atualidade;

• Proposta de uma metodologia de design multi-dispositivo: A proposta desta tese foi apresentada sobre ambas as perspectivas teórica e prática, revelando não apenas as diretivas para preserva¸cão das prioridades de consistência e as teorias que dão su-porte à ela (ex.: lei do efeito do Conexionismo, constância perceptiva da Psicologia, modelos de aprendizado do Cognitivismo, etc.), mas também um exemplo completo de sua implementa¸cão para uma aplica¸cão do dom´ınio de Educa¸cão a Distância (EaD);

(29)

• Experimento comparativo de abordagens: Ao invés de repetir a compara¸cão com a transforma¸cão Linear (Coluna Simples) realizada em vários trabalhos (MACKAY et al., 2004;LAM; BAUDISCH, 2005;ROTO et al., 2006), optou-se pela constru¸cão manual de uma versão Linear com qualidade superior, adaptada tanto ao dispositivo quanto aos interesses do usuário para ganho de eficiência na tarefa mais relevante. Acredita-se que a compara¸cão dessa abordagem Linear com a abordagem proposta nesta tese ´

e mais justa devido aos seguintes aspectos:

– garante a melhor forma de ambas as abordagens; – mant´em a abordagem Linear com foco no dispositivo;

– auxilia na conclusão quanto à importância dos três n´ıveis de consistência, visto que esta versão Linear preserva apenas o terceiro n´ıvel (personaliza¸cão) e a abordagem proposta nesta tese para contextos de uso alternado e migra¸cão de tarefas (Overview ) mantém os dois primeiros (percep¸cão e execu¸cão).

Embora os resultados coletados também confirmem a superioridade da abordagem Overview (consistência de layout) sobre a Linear em vários atributos de usabilidade, a satisfa¸cão subjetiva foi maior com a Linear por garantir personaliza¸cão da tarefa de interesse. Isto não foi observado em trabalhos anteriores devido às compara¸cões com a coluna simples, incapaz de personalizar tarefas para ganho de eficiência;

1.5 Vis˜

ao Geral da Tese

A seguir, o Cap´ıtulo 2 faz uma revisão histórica dos vários conceitos envolvidos no design centrado no usuário, incluindo os processos cognitivos mais relevantes, a importância do uso de modelos mentais e a variedade de propostas destes modelos.

O Cap´ıtulo 3 discute algumas das principais metodologias de constru¸cão de interfaces multi-dispositivos da atualidade, as dimensões de abrangência da consistência para essa forma de design e suas implica¸cões na garantia da migra¸cão ou continuidade de intera¸cão. O Cap´ıtulo 4 detalha a proposta desta tese e refor¸ca sua base teórica apresentando resultados de outros trabalhos que dão suporte às idéias sugeridas. Em seguida, a im-plementa¸cão prática desta abordagem também é exemplificada para a constru¸cão de uma aplica¸cão do dom´ınio de EaD.

O Cap´ıtulo 5 descreve o experimento realizado para valida¸cão emp´ırica das hipóteses da se¸cão 1.3, buscando identificar vantagens e desvantagens da metodologia de preserva¸cão das prioridades de consistência. Ainda nele, faz-se a discussão dos resultados obtidos bem como de suas implica¸cões para o design de interfaces multi-dispositivos.

(30)

Por fim, o Cap´ıtulo 6 resume as principais conclusões desta tese, impactos e con-tribui¸cões para áreas correlatas além de apresentar sugestões de linhas de pesquisa e questões em aberto para trabalhos futuros.

(31)

Design Centrado no Usu´

ario

Segundo Reddy (1979), o modelo da comunica¸cão humana é baseado no que ele chama de metáfora do conduto: idéias ou significados são objetos, expressões lingu´ısticas são recipientes e a comunica¸cão é um canal ou conduto. Em resumo, o orador insere idéias em palavras e as envia por esse conduto até os espectadores. Uma vez que o significado está dentro da expressão, o recipiente precisa apenas devolvê-lo. Ou seja, o espectador não contribui em nada. É um mero receptor. Nesse modelo, o orador acredita que o significado inserido nas expressões vai ser compreendido do outro lado do conduto.

No entanto, é importante lembrar que o espectador não recebe significados, mas apenas palavras. Logo, não é direta a afirma¸cão de que ele sempre extrai o conteúdo semântico original atribu´ıdo ao signo lingu´ıstico. A individualidade de experiências e valores pessoais fazem com que ele gere significado, seja este consistente ou não com o do orador. Em outras palavras, a consistência dos significados atribu´ıdos aos diversos objetos, sejam eles palavras, senten¸cas, imagens ou mesmo interfaces de sistemas computacionais, não depende apenas de seu criador, mas principalmente de quem irá interagir com eles.

Essa visão de usuário no centro do processo de intera¸cão é a essência das abordagens de Design Centrado no Usuário (DCU). Cabe ao designer a responsabilidade de compreender esse usuário, suas tarefas, objetivos, habilidades e experiências a fim de produzir interfaces adequadas às suas expectativas.

Quando se fala em design de interfaces multi-dispositivos, o racioc´ınio deve ser o mesmo. A experiência com interfaces similares deve ser reaproveitada de tal forma que ambiguidades funcionais sejam eliminadas e que o esfor¸co cognitivo extra seja o de adap-ta¸cão à nova forma de intera¸cão, mas não o de memoriza¸cão dos novos procedimentos para realizar uma mesma tarefa. Do contrário, o usuário pode não apenas evitar interfaces al-ternativas por se sentir sobrecarregado no processo de aprendizado, mas também perder a confian¸ca nas mesmas sempre que se comportar de maneira similar ao usar duas interfaces

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e obter resultados diferentes em ambas. Retomando a metáfora de Reddy (1979), é como se o espectador compreendesse apenas uma l´ıngua mas tivesse que usar vários dicionários para traduzir as palavras que chegassem pelo conduto, escritas em outros idiomas; além da maior carga de trabalho, possivelmente o usuário construiria significados diferentes para textos amb´ıguos escritos em l´ınguas diferentes.

As se¸cões a seguir fazem uma revisão teórica de conceitos e abordagens com bases adequadas ao provimento de consistência entre essas várias “l´ınguas”, além da redu¸cão da carga cognitiva do usuário ao lidar com elas. Os principais pontos a serem apresentados são: (1) a importância do usuário no design, (2) os processos cognitivos mais relevantes e (3) a compreensão/modelagem do usuário segundo as teorias de modelos mentais mais conhecidas.

2.1 Importˆ

ancia do Usu´

ario no Design de Intera¸

c˜

ao

Falar da importância do usuário no design deixou de ser uma novidade. Essa preocupa¸cão ´

e predominante na maioria dos livros de Intera¸cão Humano-Computador (IHC) e parece ter se tornado quase que uma verdade absoluta. No entanto, o que parecia óbvio já não faz tanto sentido com a atual sobrecarga do designer na constru¸cão de interfaces multi-dispositivos para as aplica¸cões existentes. Novas idéias e propostas para adapta¸cão automática dessas interfaces tem surgido como uma tendência na maioria dos congressos da área. Gajos & Weld (2004) resumem os principais argumentos para isso com a seguinte frase: “Dada a grande diversidade de tipos de dispositivos, formas dos fatores, métodos de entrada, necessidades pessoais e tipos de intera¸cão, é não-escalar para os programadores humanos criarem interfaces para cada tipo de dispositivo e todo tipo de usuário.” Acredita-se que essa preocupa¸cão venha a se tornar cada vez mais intensa com a larga dissemina¸cão e consequente redu¸cão de custos desses e de outros dispositivos num futuro próximo.

Por enquanto, as principais propostas de transforma¸cão automática de interfaces foram implementadas e testadas para a web em empresas e universidades de grande prest´ıgio. Algumas delas reduzem ao máximo a necessidade de transi¸cão de dados pela rede, elim-inando imagens e fornecendo apenas uma estrutura de links para navega¸cão (JONES et al., 1999b; BUYUKKOKTEN et al., 2000; BANERJEE et al., 2003). Outras se dedicam à cri-a¸cão de modelos abstratos para renderiza¸cão adequada das interfaces em cada dispositivo (EISENSTEIN et al., 2000; BERGMAN et al., 2002; LIN; LANDAY, 2002; MORI et al., 2003; BELLOTTI et al., 2003; CONINX et al., 2003; GAJOS; WELD, 2004; HINZ et al., 2004; SOTTET et al., 2007;SANTO; ZIMEO, 2007). Uma outra parte tenta controlar os aparelhos por meio de interfaces geradas para um smartphone ou pocket PC, como se fossem um controle remoto universal (HODES et al., 1997; PONNEKANTI et al., 2001; NICHOLS et al., 2002). Por fim, tem-se aquelas que procuram manter consistência com o layout original da

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apli-ca¸cão desktop para promover uma transi¸cão suave entre as interfaces (MILIC-FRAYLING; SOMMERER, 2002b; MACKAY; WATTERS, 2003; LAM; BAUDISCH, 2005; ROTO et al., 2006). Cedo ou tarde, o mercado mundial irá adotar uma dessas propostas e a pergunta mais importante não é para qual delas, e sim, quais serão os efeitos disso. Uma escolha baseada em atrativos comerciais a curto prazo pode ter impactos indesejáveis caso o usuário não seja o principal beneficiário. É nesse sentido que esta tese aponta a necessidade de identifica¸cão dos contextos de uso da aplica¸cão. Se o usuário pretende usá-la através de um único dispositivo, a personaliza¸cão de suas tarefas de interesse pode alcan¸car bons resultados de eficiência e satisfa¸cão de uso. Por outro lado, se o uso alternado e a migra¸cão de tarefas forem essenciais, então a cria¸cão de interfaces consistentes com a experiência prévia do usuário será mais adequada.

Vários trabalhos recentes confirmam a importância do conceito de migra¸cão de tarefas para o design de interfaces multi-dispositivos:

• Newcomb et al. (2003) afirmam que a mobilidade do usuário acompanhada dos vários dispositivos por ele usados aumenta a necessidade de uma interface de aplica¸cão que lhe permita trocar de dispositivo com o qual está interagindo enquanto se movimenta de um ambiente para outro. Visando uma solu¸cão aplicada à área de compras, eles propõem a migra¸cão de interfaces adaptativas com mudan¸ca de modalidade (ex.: de gráfica para voz) ativada não apenas por demanda, mas também automaticamente ao perceber que um sistema não pode mais dar suporte ao usuário (ex.: bateria esgotada).

• Bandelloni et al. (2004) definem migra¸cão como a capacidade de retornar a um es-tado do tempo de execu¸cão de uma interface mantendo continuidade de intera¸cão no dispositivo alvo. Eles oferecem uma solu¸cão com os mesmos objetivos de Newcomb et al. (2003): migra¸cão multi-modal por demanda do usuário ou automática devido a mudan¸cas do ambiente.

• Denis & Karsenty (2004) apresentam uma abordagem mais completa sobre o con-ceito de migra¸cão, considerando que a continuidade em sistemas multi-plataformas existe em dois n´ıveis: o de conhecimento, baseado no retorno e adapta¸cão do conhe-cimento constru´ıdo com o uso de outros dispositivos; e o de tarefa, que se refere à memória das últimas opera¸cões realizadas com o servi¸co independente do dispositivo usado.

• Florins et al. (2004) asseguram a importância da continuidade como uma pro-priedade da usabilidade e realizam um estudo mais detalhado deste conceito. Se-gundo eles, a continuidade deve ser considerada em três n´ıveis distintos para sis-temas multi-plataformas: cognitivo (mesma representa¸cão e conjunto de dados na

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forma gráfica, terminológica e espacial), perceptual (mesma distribui¸cão de obje-tos/fun¸cões entre os espa¸cos de intera¸cão) e funcional (mesmas funcionalidades e suas sequências de opera¸cões).

• Pyla et al. (2006) consideram o conceito de migra¸cão de tarefas tão importante ao ponto de torná-lo uma meta para o design: “a migra¸cão cont´ınua de tarefas é fundamental. [...] os designers de intera¸cão têm que apresentar ao usuário uma aplica¸cão que dê suporte à migra¸cão cont´ınua de tarefas.”

• Hajdukiewicz (2006) se refere ao mesmo conceito com o termo momentum de in-tera¸cão. Para ele, design efetivo e consistência são fatores essenciais no suporte à migra¸cão de tarefas porque as “pistas visuais” que permanecem invariantes entre as plataformas facilitam muito a sintonia do ser humano com o ambiente e o momen-tum de intera¸cão, permitindo uma adapta¸cão de sucesso e capacidade de execu¸cão da tarefa.

Como se pode perceber, a preocupa¸cão com o suporte à migra¸cão de tarefas e o uso alternado de dispositivos tem tido grande enfoque nos últimos anos. No entanto, acredita-se que acredita-sempre irão existir grupos de usuários interessados em escolher apenas uma única forma de acesso a uma dada aplica¸cão. Isso se deve ao fato de que o contexto de uso ´

e definido pelo usuário e não pelo designer. Logo, pode ser que a solu¸cão mais completa, garantindo a continuidade da intera¸cão, não seja a mais adequada. Por isso, esta tese argumenta que a constru¸cão de interfaces multi-dispositivos ainda deve ser feita por meio do estudo e modelagem do usuário e de suas tarefas, revelando não apenas suas capacidades e limita¸cões cognitivas, mas também suas inten¸cões e necessidades no uso da aplica¸cão. As se¸cões a seguir tratam desse estudo.

2.2 Conhecendo o Usu´

ario: Processos Cognitivos

Cogni¸cão (do Latin cognoscere ou “conhecer”) é normalmente atribu´ıdo à capacidade de processamento de informa¸cão do ser humano. Sharp et al. (2007) definem o termo de maneira bem ampla, como tudo aquilo que se passa em nossa mente ao realizar atividades no dia-a-dia. Isso envolve vários processos cognitivos, tais como pensamento, lembran¸ca, aprendizado, tomada de decisão, visão, leitura, escrita, fala, etc. Logo, interagir com tecnologia envolve processos cognitivos e o estudo deles se faz importante para o design de intera¸cão a medida em que o usuário pode ser melhor investigado quanto às suas habilidades, ao que ele sabe fazer bem e ao que ele não sabe, sobre quais são suas limita¸cões e as melhores formas de atrair sua aten¸cão, para identificar e explicar a natureza e causas dos principais problemas encontrados por ele e, por último, na tentativa de desenvolver

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teorias, ferramentas de modelagem, guias e m´etodos que levem ao design de melhores produtos interativos.

Norman (1993) faz uma classifica¸cão dos vários processos cognitivos distinguindo-os em dois modos gerais: emp´ırico e reflectivo. A cogni¸cão emp´ırica é um estado mental no qual se percebe, age e reage a eventos de forma efetiva e sem esfor¸co, o que exige um certo grau de treinamento. É o que acontece ao andar de bicicleta, dirigir um carro ou ler um livro. Por outro lado, a cogni¸cão reflectiva envolve pensamento, compara¸cão e tomada de decisão, o que pode levar a novas idéias. Isso acontece, por exemplo, ao raciocinar sobre as várias abordagens observadas nos livros e condensá-las em uma nova perspectiva ao escrever um outro.

Rasmussen (1987) faz uma divisão similar ao classificar o modelo humano de proces-samento de informa¸cão. Ele examina as fun¸cões dos sistemas criados pelos homens e a intera¸cão humana em termos da percep¸cão do usuário e seus motivos por trás do design dos sistemas e comportamento humano (MALLOCH et al., 2006). A partir da´ı, descreve os comportamentos de intera¸cão como sendo:

• Baseado em Habilidades: Respostas cont´ınuas, dadas em tempo real, a sinais cont´ı-nuos. Envolve a¸c˜oes sensoriais-motoras inconscientes como aquelas empregadas no modo de cogni¸c˜ao emp´ırica.

• Baseado em Regras: Sele¸cão e execu¸cão de procedimentos em resposta a pistas ex-tra´ıdas do sistema. Ocorre sempre que uma situa¸cão familiar ao indiv´ıduo é vivida. Como o comportamento humano raramente é restrito à categoria baseada em habili-dades, o modo de cogni¸cão emp´ırica de Norman (1993) é representado neste modelo como uma mistura de intera¸cões baseadas em regras e habilidades, resultando em uma sequência automatizada de padrões sensoriais e motores.

• Baseado em Conhecimento: Refere-se a um n´ıvel ainda mais abstrato, no qual o desempenho é direcionado a um objetivo conceitual e o racioc´ınio ativo deve ser empregado antes que uma a¸cão apropriada (baseada em habilidades ou regras) seja tomada. Ocorre sempre que o indiv´ıduo passa por uma situa¸cão nova, nunca antes vivida.

Dos modelos apresentados, esta tese defende a idéia de que as interfaces de uma mesma aplica¸cão não devem exigir do usuário um comportamento que demande o modo de cogni¸cão reflectiva ou intera¸cões baseadas em conhecimento. Tais classes de processamento de informa¸cão requerem maior esfor¸co e só devem ser requisitadas quando do uso inicial de uma das interfaces da aplica¸cão, sendo as demais utilizadas apenas através de intera¸cões baseadas em habilidades e regras ou processos cognitivos no modo emp´ırico.

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Segundo Sharp et al. (2007), os processos cognitivos envolvidos nessas classifica¸cões e que possuem maior importância para o estudo de design são a aten¸cão, percep¸cão, memória e aprendizado. Em geral, a maioria deles ocorre simultaneamente para a realiza-¸cão de uma atividade, razão pela qual tais processos são ditos interdependentes. Cada um deles é apresentado a seguir com maiores detalhes quanto ao conceito, sentidos humanos, principais dependências e implica¸cões para o design.

2.2.1 Aten¸

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ao

A defini¸cão de aten¸cão mais antiga, concreta e de maior aceita¸cão foi dada por William James em seu livro Princ´ıpios da Psicologia:

“Todo mundo sabe o que é aten¸cão. É a tomada de posse feita pela mente, de forma clara e v´ıvida, de um dentre os que parecem ser vários objetos poss´ıveis simultâneos ou séries de pensamentos. Ela requer a retirada de certas coisas para lidar efetivamente com outras e é uma condi¸cão que tem um oposto real no estado confuso e ofuscante, que em francês é chamado de distraction e em alemão de Zerstreutheit” (JAMES, 1890).

Desde então, várias abordagens têm sido apresentadas por psicólogos para explicar o processo de constru¸cão da aten¸cão. Segundo teóricos do Processamento da Informa¸cão, a aten¸cão determina quais aspectos de uma situa¸cão poderiam entrar na mente das pes-soas e serem posteriormente guardadas. Estudos indicam que, quando uma pessoa está aprendendo a realizar uma determinada tarefa, ela tem que pensar sobre o que está sendo feito e frequentemente “conversar” consigo mesma. Sendo assim, ela não pode atender a outros aspectos do ambiente, resultando na capacidade limitada de memória de trabalho. Retomando os modelos de Norman (1993) e Rasmussen (1987), por não ter experiência com a dada tarefa, essa pessoa usa do modo de cogni¸cão reflectiva com intera¸cão baseada em conhecimento na sua execu¸cão. O resultado é um foco de aten¸cão mais restrito e al-tamente exigente, comprometendo a qualidade na tomada de decisão. Da´ı a preocupa¸cão desta tese em defender que tal processo não se repita quando do uso das demais interfaces multi-dispositivos de uma mesma aplica¸cão.

Outra interpreta¸cão relevante é a visão Vygotskyana que prega a existência de dois tipos de aten¸cão: natural e de ordem maior (VYGOTSKY, 1978). A aten¸cão natural é involuntária e ligada a percep¸cão imediata. Já a aten¸cão de ordem maior se origina do próprio indiv´ıduo, sendo ela simbólica e estratégica. Sharp et al. (2007) apresentam uma visão semelhante ao afirmarem que a extensão com a qual o processo de aten¸cão se torna fácil ou dif´ıcil depende da existência de objetivos claros e da informa¸cão procurada estar em destaque no ambiente. Vygotsky propõe que durante o desenvolvimento das

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crian¸cas, a maior parte delas contam exclusivamente com a aten¸cão natural para só mais tarde serem capazes de fazer uso de ambos os tipos de aten¸cão. O principal responsável por essa capacita¸cão é a internaliza¸cão da linguagem. De maneira análoga, o design de interfaces móveis tem provido uma linguagem de comunica¸cão humano-computador para os mais variados dispositivos, o que tem redirecionado o foco de aten¸cão de ordem maior das pessoas para tais sistemas.

Plude & Brodeur (1994) apresentam uma abordagem de aten¸cão percebida nas várias idades de um indiv´ıduo, desde o per´ıodo pré-natal até à sua velhice (visão Life-Span). Segundo eles, a aten¸cão seletiva está organizada em torno de quatro processos: orienta¸cão, filtragem, inspe¸cão, e expectativa. O primeiro deles, a orienta¸cão, envolve o alinhamento de receptores sensoriais em pontos espec´ıficos no espa¸co. Poucas evidências se notam no desenvolvimento desse processo vindo desde a infância (após o primeiro ano de idade de uma crian¸ca) até a idade adulta. Já o processo de filtragem ressalta a habilidade humana para focalizar certos atributos de um est´ımulo e a exclusão de outros. Em geral, esse processo é o mais famoso para definir aten¸cão. Estudos mostram que crian¸cas e velhos são v´ıtimas de intrusões perceptivas involuntárias e comportamentais de outros. Acredita-se que essa mudan¸ca reflita o próprio desenvolvimento cerebral. O processo da inspe¸cão é comumente exemplificado pela situa¸cão em que um indiv´ıduo procura por seu carro em um estacionamento. Neste e em outros casos similares, a busca é feita por um explora¸cão visual de uma área espacial restrita, eliminando os objetos indesejados por cor, tamanho, forma, etc. do objeto buscado. Nessa forma de aten¸cão seletiva, cada detalhe tem grande importância dentro da análise sistemática e a facilidade com que a executamos decresce com a velhice. Por último, o processo de expectativa lida com a rea¸cão aos est´ımulos, tal como a altera¸cão do foco de aten¸cão devido à expectativa gerada por uma dada observa¸cão (ex.: olhar para uma seta e em seguida para a região apontada por ela). Dentro da abordagem Life-Span, pode-se dizer que esta tese prioriza um fluxo simplificado dos processos de aten¸cão seletiva através do uso de uma hierarquia de prioridades de consistência no design de interfaces alternativas, evitando distra¸cões por má orienta¸cão, ausência do objeto filtrado durante a inspe¸cão e ambiguidades de expectativa.

Do ponto de vista Cl´ınico, Sohlberg & Mateer (1989) desenvolveram um modelo para avalia¸cão de aten¸cão em pacientes com várias patologias neurológicas diferentes no qual cinco atividades formam uma hierarquia com graus de dificuldade crescente. A primeira delas, chamada Aten¸cão Focada, diz respeito à capacidade do indiv´ıduo de responder a um est´ımulo visual, auditivo ou tátil. A segunda atividade é a Aten¸cão Sustentada, que requer um comportamento de resposta consistente durante uma atividade cont´ınua e repetitiva. O terceiro grau da hierarquia, o da Aten¸cão Seletiva, demanda o mesmo comportamento de sustenta¸cão da aten¸cão, porém em um ambiente com outros est´ımulos de distra¸cão; Na

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quarta atividade, a Aten¸cão Alternativa identifica a capacidade mental do indiv´ıduo de alterar o foco de aten¸cão entre tarefas com diferentes exigências cognitivas. Por último, a Aten¸cão Dividida atinge o grau mais exigente de concentra¸cão por requerer a habilidade de resposta simultânea a múltiplas tarefas. Como se pode notar, a migra¸cão de tarefas em interfaces multi-dispositivos demanda um dos mais altos n´ıveis de aten¸cão, fazendo-se necessário o estudo de novas propostas que facilitem essa transi¸cão.

A Tabela 2.1 faz um resumo das principais caracter´ısticas do processo cognitivo da aten¸c˜ao para o design.

Tabela 2.1: Caracter´ısticas importantes da aten¸cão no design. Defini¸cão Alguns Modelos Depende de: Implica¸cões no design Processo de sele-¸ cão de coisas para se concentrar em um dado per´ıodo de tempo (SHARP et al., 2007). 1. Processamento da Informa¸cão, 2. Vygotskyano, 3. Life-Span, 4. Cl´ınico.

1. Metas de busca; 2. T´ ec-nicas para apresenta¸cão da informa¸cão; 3. Idade do indiv´ıduo; 4. Moti-va¸cão; 5. Estar ou não em processo inicial de apren-dizado.

1. Destacar a informa¸cão quando requer aten¸cão em um certo es-tágio da tarefa; 2. Evitar ex-cesso de informa¸cão, especial-mente ao usar cores, sons e gr´ a-ficos; 3. Usar técnicas de visua-liza¸cão de informa¸cão adequadas `

a faixa et´aria do usu´ario.

2.2.2 Percep¸

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Percep¸cão (do Latin perceptio, ou “a¸cão de recolher”, “conhecimento por apreensão”) é definido em Psicologia e Ciências Cognitivas como o processo de aquisi¸cão, sele¸cão, or-ganiza¸cão e interpreta¸cão de informa¸cão sensorial. Uma vez que cada indiv´ıduo possui experiências e capacidades intelectuais próprias, sua percep¸cão do mundo é diferente das outras pessoas. A interpreta¸cão dos est´ımulos sensoriais da visão, audi¸cão, tato, olfato e paladar é feita de acordo com o estágio de conhecimento de cada indiv´ıduo, também chamado de modelo mental (mais detalhes na se¸cão 2.3). A medida em que as pessoas adquirem novas informa¸cões, suas percep¸cões se alteram, assim como o seus modelos mentais. Vários experimentos com percep¸cão visual demonstram que é poss´ıvel notar a mudan¸ca na percep¸cão ao adquirir novas informa¸cões. As imagens mutáveis da Figura 2.1 exemplificam o fato de que não é o est´ımulo visual que muda, mas apenas a sua interpre-ta¸cão. Brugger & Brugger (1993) afirmam que, se a imagem da Figura 2.1b for apresentada a crian¸cas em um domingo de Páscoa, provavelmente a maioria interpretará o desenho como sendo de um coelho; por outro lado, se fosse um domingo de outubro, é poss´ıvel que elas enxergassem um pato ou qualquer ave parecida.